(57)【要約】【課題】送信側と受信側の無線通信装置のアンテナが密着した状態とされる場合でも、充分な電力を得て通信等を行えるようにする。【解決手段】低速通信処理部３３１はアンテナ部３１を用いて電磁誘導方式の通信を行う。高速通信処理部３３３はアンテナ部２１を用いて電磁誘導方式とは異なる方式等で高速通信を行う。電力生成部３４５は、アンテナ部３１で受信したキャリア信号から電力を生成する。低速通信処理部３３１でデータ通信を行うときアンテナ部２１のアンテナ共振回路におけるクオリティファクタを高くし、データ通信を行わないときクオリティファクタを低くして、電力生成部３４５で電力を生成させる。クオリティファクタを低くすることで、送信側と受信側のアンテナ２１，３１が密着した状態でも、電力生成部３４５で大きな電力を生成することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナ部を用いて電磁誘導方式で通信を行う第１の通信処理部と、
第２のアンテナ部を用いて前記電磁誘導方式とは異なる方式または通信周波数で前記第１の通信処理部よりも高速通信を行う第２の通信処理部と、
前記第１のアンテナ部で受信したキャリア信号から少なくとも通信動作を行うための電力を生成する電力生成部を有し、
前記第１のアンテナ部の周波数共振特性を切り替えて前記電力生成部で電力の生成を行う無線通信装置。
【請求項２】
前記第１の通信処理部は、データ通信を行うとき前記第１のアンテナ部のアンテナ共振回路におけるクオリティファクタを高くし、データ通信を行わないとき前記データ通信を行うときよりも前記クオリティファクタを低くする
請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記第１のアンテナ部は、前記キャリア信号を送信する送信元のアンテナ部と密着させて用いる
請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
コンテンツの再生を行うコンテンツ再生部を設け、
前記電力生成部は、生成した電力を前記コンテンツ再生部に供給する
請求項１記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記コンテンツ再生部は、前記第２の通信処理部で受信したコンテンツデータを用いてコンテンツの再生を行う
請求項３記載の無線通信装置。
【請求項６】
充電可能な電源部を設けて、
前記電力生成部は、生成した電力を用いて前記電源部を充電することで、該電源部から前記少なくとも通信動作を行うための電力の供給を行う
請求項１記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記第１と第２の通信処理部を複数設け、該複数の通信用処理部で用いられるそれぞれの前記第１と第２のアンテナ部を異なる面に設けた
請求項５記載の無線通信装置。
【請求項８】
電磁誘導方式でデータ通信を行うためのアンテナ部で受信したキャリア信号から電力を生成する電力生成部を有し、
前記アンテナ部の周波数共振特性を前記電磁誘導方式のデータ通信動作に応じて切り替えて前記電力生成部で電力の生成を行う受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信装置と受電装置に関する。詳しくは、送信側と受信側の無線通信装置のアンテナが密着した状態とされて通信が行われる場合でも、充分な電力を得て通信等を行えるようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、近距離無線通信の国際規格として、ＮＦＣＩＰ−１(Near Field Communication Interface and Protocol-1)規格が設けられている。このＮＦＣＩＰ−１規格に対応したリーダライタおよびＩＣカードは、個人認証や電子マネー決済などに盛んに用いられている。
【０００３】
ＮＦＣＩＰ−１規格に対応した方式（以下「ＮＦＣＩＰ−１方式」という）のデータ通信では、１３．５６ＭＨｚの電磁誘導結合によるパッシブ通信モードとアクティブ通信モードを規定している。パッシブ通信モードでは、リーダライタから無変調キャリア信号がＩＣカードに送出される。ＩＣカードは、送出された無変調キャリア信号を送信するデータに応じて変調する。リーダライタは、変調されたキャリア信号の復調等を行うことにより、ＩＣカードから送信されたデータを得る。このように、パッシブ通信モードでは、ＩＣカードが自らキャリア信号を生成することなく通信が行われる。また、パッシブ通信モードでは、リーダライタから送出されたキャリア信号を利用して電力生成を行い、生成した電力を用いてＩＣカードの動作が行われている。
【０００４】
一方、アクティブ通信モードでは、ＩＣカードが自らキャリア信号を生成して、生成したキャリア信号を送信するデータに応じて変調したのち送出する。リーダライタは、変調されたキャリア信号の復調等を行うことにより、ＩＣカードから送信されたデータを得る。このため、アクティブ通信モードでは、例えば特許文献１のように、一次電池や二次電池を用いた電源部をＩＣカードに設けて、電源部からＩＣカードの各部に電力することで、キャリア信号の生成や生成したキャリア信号を送信するデータに応じて変調して送出する処理が行われている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２３２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、パッシブ通信モードである場合、近距離無線通信に用いるＩＣカードは、主な用途を個人認証（例えば改札）や電子マネー決済（例えば自販機）等に想定して、人が手に持って動作させたとき例えばリーダライタとＩＣカードが数ｃｍ離れているときに最大の通信安定性を得ることができるように設計されている。このため、人が手に持って動作させる場合とは異なる状態では、安定した電力を得ることができない。例えば、リーダライタとＩＣカードを利用して映像コンテンツや音声コンテンツの通信を行うものとした場合、ＩＣカードはリーダライタ上に載置されてリーダライタと接触した状態となり、安定した電力を得ることができない。
【０００７】
また、アクティブ通信モードでは、一次電池や二次電池を用いた電源部を設ける必要があり、電池残量が少なくなったときには、電池交換やＩＣカードを充電器に接続して充電を行わなければならない。
【０００８】
そこで、この発明では、送信側と受信側の無線通信装置のアンテナが密着した状態とされる場合でも、充分な電力を得て通信等を行えるようにした無線通信装置と受電装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の第１の側面は、
第１のアンテナ部を用いて電磁誘導方式で通信を行う第１の通信処理部と、
第２のアンテナ部を用いて前記電磁誘導方式とは異なる方式または通信周波数で前記第１の通信処理部よりも高速通信を行う第２の通信処理部と、
前記第１のアンテナ部で受信したキャリア信号から少なくとも通信動作を行うための電力を生成する電力生成部を有し、
前記第１のアンテナ部の周波数共振特性を切り替えて前記電力生成部で電力の生成を行う無線通信装置にある。
【００１０】
この発明においては、第１のアンテナ部を用いて電磁誘導方式例えばＮＦＣＩＰ−１方式の通信が第１の通信処理部で行われる。また、第２のアンテナ部を用いて電磁誘導方式とは異なる方式例えばバックスキャッタ方式で第１の通信処理部よりも高速通信が第２の通信処理部で行われる。さらに、第１のアンテナ部で受信したキャリア信号から少なくとも通信動作を行うための電力が電力生成部で生成される。この第１のアンテナ部は、キャリア信号を送信する送信元のアンテナ部と密着させて用いられる。また、第１の通信処理部は、データ通信を行うとき第１のアンテナ部の周波数共振特性例えばアンテナ共振回路のクオリティファクタを高くし、データ通信を行わないときデータ通信を行うときよりもクオリティファクタを低くして電力生成部で電力が生成される。また、コンテンツの再生を行うコンテンツ再生部を設け、電力生成部は、生成した電力をコンテンツ再生部に供給する。また、充電可能な電源部を設けて、電力生成部は、生成した電力を用いて電源部を充電することで、電源部から少なくとも通信動作を行うための電力の供給を行う。
【００１１】
この発明の第２の側面は、
電磁誘導方式でデータ通信を行うためのアンテナ部で受信したキャリア信号から電力を生成する電力生成部を有し、
前記アンテナ部の周波数共振特性を前記電磁誘導方式のデータ通信動作に応じて切り替えて前記電力生成部で電力の生成を行う受電装置にある。
【００１２】
この発明においては、電磁誘導方式例えばＮＦＣＩＰ−１方式の通信を行うためのアンテナ部で受信したキャリア信号から電力生成部で電力が生成される。ここで、電磁誘導方式でデータ通信を行うときアンテナ部の周波数共振特性例えばアンテナ共振回路におけるクオリティファクタが高いものとされる。また、データ通信が行われないときクオリティファクタがデータ通信を行うときよりも低いものとされる。また、このアンテナ部はキャリア信号を送信する送信元のアンテナ部と密着して用いられる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、電磁誘導方式でデータ通信を行うためのアンテナ部で受信したキャリア信号から電力を生成する電力生成部において、このアンテナ部の周波数共振特性を切り替えて電力の生成が行われる。このため、送信側と受信側の無線通信装置のアンテナが密着した状態とされる場合でも、充分な電力を得て近距離無線通信等を行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る無線通信装置を用いた無線通信システムは、近距離無線通信に対応した例えばイニシエータおよびターゲットで構成されており、従来の近距離無線通信例えばＮＦＣＩＰ−１方式のデータ通信に用いる第１のアンテナ部と、この第１のアンテナ部を用いた近距離無線通信よりも高速に通信を行うための第２のアンテナ部を配置して、システム全体での通信速度の向上を図るものである。さらに、第１のアンテナ部で受信されたキャリア信号から電力を生成して、生成した電力で高速通信や通信データの処理、電池の充電等を行うものである。以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態（生成した電力を用いてコンテンツの再生を行う場合）
３．第３の実施の形態（生成した電力を用いて充電を行う場合）
【００１５】
＜１．第１の実施の形態＞
［無線通信システムの構成］
図１は、本発明の無線通信システムの構成を示している。無線通信システム１０は、通信を開始するイニシエータ(Initiator)２０と、その通信の対象となるターゲット(Target)３０で構成される。
【００１６】
イニシエータ２０は、具体的にはリーダライタ・モードで動作する近距離無線通信に対応したリーダライタ（Ｒ／Ｗ）である。イニシエータ２０としてのリーダライタは、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous receiver-transmitter:万能非同期送受信機)などのホスト・インターフェースを介して、ホスト機器４０に接続されている。ホスト機器４０は、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）やリーダライタ内部の組み込みＣＰＵ(Central Processing Unit)に相当するものであり、送信データの生成や受信データの処理、通信動作を制御するための通信制御信号の生成等を行う。
【００１７】
ターゲット３０は、近距離無線通信に対応したＩＣカードなどのトランスポンダ、またはカード・モードで動作する近距離無線通信に対応したリーダライタである（以下では、これらのターゲットを単に「カード」と呼ぶものとする）。カード（ターゲット）３０は、スタンドアロンである他、ホスト機器４１に接続されている場合もある。
【００１８】
リーダライタ（イニシエータ）２０には、第１のアンテナ部２１と第２のアンテナ部２２が設けられている。また、カード（ターゲット）３０は、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２が設けられている。図２は、アンテナ形状を示している。ここで、カード３０が例えばＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２、ＪＩＳ６３０１−２規格などが定める８５．６ｍｍ×５４．０ｍｍの形状とされているとき、第１のアンテナ部２１（３１）と第２のアンテナ部２２（３２）は、このカードサイズの領域ＡＲcの中に設けられる。
【００１９】
従来の近距離無線通信例えばＮＦＣＩＰ−１方式のデータ通信に用いる第１のアンテナ部２１（３１）は、カード領域の外周に沿って形成された長方形のアンテナコイルで構成されている。また、高速通信に用いる第２のアンテナ部２２（３２）は、第１のアンテナ部を用いた通信との相互干渉を生じることなく独立してデータ通信が可能であり、第１のアンテナ部によるリーダライタ２０からカード３０への電力供給の妨げとならないように、例えばカード領域ＡＲcの中央に設けられている。なお、制御ＩＣチップＳＣは、アンテナ同調回路や後述するカード３０のカード制御部３３等を集積回路化したものであり、第１のアンテナ部と第２のアンテナ部が接続されている。また、以下の説明では、第１のアンテナ部２１を大アンテナ、第２のアンテナ部２２を小アンテナと呼ぶものとする。
【００２０】
大アンテナ２１は、図１に示されているように、従来の近距離無線通信例えばＮＦＣＩＰ−１方式のデータ通信を行うための通信処理部（以下「低速通信処理部」という）２３１と接続されている。また、小アンテナ２２は、高速通信を行うための通信処理部（以下「高速通信処理部」という）２３３と接続されている。
【００２１】
リーダライタ制御部２３の低速通信処理部２３１は、大アンテナ２１を用いて従来と同様にＮＦＣＩＰ−１方式のデータ通信を行うことができるように、低速通信用バッファ２３２から読み出された送信データの符号化処理や符号化処理を行うことにより得られた符号化データの変調処理等を行う。低速通信処理部２３１は、これらの処理を行うことにより送信信号を生成して大アンテナ２１に供給する。また、低速通信処理部２３１は、大アンテナ２１で得られた受信信号の復調処理や復調処理を行うことにより得られた復調信号の復号化処理等を行う。低速通信処理部２３１は、これらの処理を行うことにより得られた受信データを低速通信用バッファ２３２に保持させる。
【００２２】
表１は、ＮＦＣＩＰ−１方式における転送方向、通信モード毎の通信速度やキャリア周波数、変調方式、符号化方式を示したものである。例えばＮＦＣＩＰ−１方式のデータ通信としてＦｅｌｉｃａ（商標）の通信方式を用いる場合、低速通信処理部２３１は、ＡＳＫ変復調処理やマンチェスター符号復号化処理等を行う。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
低速通信用バッファ２３２は、低速通信処理部２３１から供給された受信データや、通信制御部２４３から供給された送信データを、一時的に保持しておくためのバッファである。
【００２５】
高速通信処理部２３３は、小アンテナ２２を用いてＮＦＣＩＰ−１方式のデータ通信よりも高速な通信を行うものである。高速通信処理部２３３は、高速通信用バッファ２３４から読み出された送信データの符号化処理や符号化処理を行うことにより得られた符号化データの変調処理等を行う。高速通信処理部２３３は、これらの処理を行うことにより送信信号を生成して小アンテナ２２に供給する。また、高速通信処理部２３３は、小アンテナ２２で得られた受信信号の復調処理や復調処理を行うことにより得られた復調信号の復号化処理等を行う。高速通信処理部２３３は、これらの処理を行うことにより得られた受信データを高速通信用バッファ２３４に保持させる。
【００２６】
高速通信処理部２３３は、ＮＦＣＩＰ−１方式のデータ通信よりも高速である通信方式として、バックスキャッタ方式や４．４８ＧＨｚの通信周波数帯域を用いる微弱ＵＷＢ(Ultra Wide Band)と呼ばれる通信方式、電磁誘導方式でベースバンド広帯域通信等を行う。このような方式を用いるものとすれば、表２に示すように、ＮＦＣＩＰ−１方式よりも高速なデータ通信を行うことができる。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
ここで、例えばバックスキャッタ方式を用いる場合、高速通信処理部２３３は、ＡＳＫ変複調処理あるいはＰＳＫ変復調処理、ＮＲＺ−Ｌ符号復号化処理等を行う。高速通信処理部２３３は、生成した送信信号を送信する場合、カード３０の小アンテナ３２から供給された無変調キャリア信号を、送信信号に応じて変調して反射する。また、高速通信処理部２３３は、カード３０の小アンテナ３２から供給された変調キャリア信号を受信して復調等を行うことで受信データを生成する。
【００２９】
高速通信用バッファ２３４は、高速通信処理部２３３から供給された受信データや、通信制御部２４３から供給された送信データを、一時的に保持しておくためのバッファである。
【００３０】
通信制御部２４３は、バス２３６を介して低速通信処理部２３１、低速通信用バッファ２３２、高速通信処理部２３３、高速通信用バッファ２３４と接続されている。また、通信制御部２４３はホスト機器４０と接続されている。通信制御部２４３は、ホスト機器４０からの通信制御信号に基づき各部の動作を制御して、大アンテナ２１や小アンテナ２２を用いて、カード（ターゲット）３０と通信を行う。
【００３１】
カード３０には、大アンテナ３１と小アンテナ３２が設けられている。大アンテナ３１は、リーダライタ２０の大アンテナ２１と同様に構成されており、カード制御部３３の低速通信処理部３３１と電力生成部３４５に接続される。また、小アンテナ３２は、リーダライタ２０の小アンテナ２２と同様に構成されており、カード制御部３３の高速通信処理部２３３と接続される。
【００３２】
低速通信処理部３３１は、低速通信用バッファ３３２から読み出された送信データの符号化処理、および符号化処理を行うことにより得られた符号化データの変調処理等を行う。低速通信処理部３３１は、これらの処理を行うことにより送信信号を生成して大アンテナ３１に供給する。また、低速通信処理部３３１は、大アンテナ３１で得られた受信信号の復調処理、および復調処理を行うことにより得られた復調信号の復号化処理等を行う。低速通信処理部３３１は、これらの処理を行うことにより得られた受信データを低速通信用バッファ３３２に保持させる。
【００３３】
低速通信用バッファ３３２は、低速通信処理部３３１から供給された受信データや、通信制御部３４３から供給された送信データを、一時的に保持しておくためのバッファである。
【００３４】
高速通信処理部３３３は、高速通信用バッファ３３４から読み出された送信データの符号化処理、および符号化処理を行うことにより得られた符号化データの変調処理等を行う。高速通信処理部３３３は、これらの処理を行うことにより送信信号を生成して小アンテナ３２に供給する。また、高速通信処理部３３３は、小アンテナ３２で得られた受信信号の復調処理、および復調処理を行うことにより得られた復調信号の復号化処理等を行う。高速通信処理部３３３は、これらの処理を行うことにより得られた受信データを高速通信用バッファ３３４に保持させる。
【００３５】
高速通信処理部３３３は、例えばバックスキャッタ方式を用いる場合、小アンテナ３２から無変調キュアリア信号を送信する。また、高速通信処理部３３３は、リーダライタ２０からの反射波を小アンテナ３２で受信して得られた変調キャリア信号の復調処理等を行うことで受信データを生成する。また、高速通信処理部３３３は、送信信号を生成して送信する場合、送信信号に応じてキャリア信号を変調して小アンテナ３２から送信させる。
【００３６】
高速通信用バッファ３３４は、高速通信処理部３３３から供給された受信データや、通信制御部３４３から供給された送信データを、一時的に保持しておくためのバッファである。
【００３７】
通信制御部３４３は、バス３４６を介して低速通信処理部３３１、低速通信用バッファ３３２、高速通信処理部３３３、高速通信用バッファ３３４と接続されている。通信制御部３４３は、受信データに応じた処理を行い、例えば要求された情報を不揮発性メモリ（図示せず）から読み出して送信信号を生成する処理等を行う。また、通信制御部３４３がホスト機器４１と接続される場合、通信制御部３４３は、ホスト機器４１からの通信制御信号に基づき各部の動作を制御して、大アンテナ３１や小アンテナ３２を用いて、リーダライタ（イニシエータ）２０と通信を行う。
【００３８】
電力生成部３４５は、大アンテナ３１で受信したキャリア信号の整流や平滑化および電圧変換等を行い、所定の直流電圧である電力を生成する。さらに、電力生成部３４５は、生成した電力をカード３０の各部に供給する。
【００３９】
［無線通信システムにおける電力生成動作］
このように構成された無線通信システム１０では、図３に示すように、リーダライタ２０の大アンテナ２１とカード３０の大アンテナ３１、およびリーダライタ２０の小アンテナ２２とカード３０の小アンテナ３２がそれぞれ対向するように、リーダライタ２０に対してカード３０を設けてデータ通信が行われる。また、リーダライタ２０とカード３０が密着した状態とされたとき、生成される電力が大きくなるように大アンテナ３１（または大アンテナ３１）のアンテナ共振回路における周波数共振特性を切り替える。
【００４０】
図４は、リーダライタ２０の大アンテナ２１とカード３０の大アンテナ３１のアンテナ構成を示している。リーダライタ２０の大アンテナ２１はアンテナコイルと共振回路で構成されており、この大アンテナ２１の等価回路をアンテナ共振回路ＥＣａとして示している。また、カード３０の大アンテナ３１はアンテナコイルと共振回路および振幅変調を行うための負荷切り替え変調回路で構成されており、アンテナコイルと共振回路を示す等価回路をアンテナ共振回路ＥＣｂとして示している。
【００４１】
リーダライタ２０のアンテナ共振回路ＥＣａは、抵抗Ｒ1と、コンデンサＣ1と、コイルＬ1から成り、低速通信処理部２３１により生成された送信信号を、カード３０に送信する。また、アンテナ共振回路ＥＣａは、カード３０から送信された信号を受信して、低速通信処理部３３１に供給する。なお、アンテナ共振回路ＥＣａの固有の共振周波数は、コンデンサＣ1のキャパシタンスとコイルＬ1のインダクタンスにより、あらかじめ所定の値に設定される。
【００４２】
カード３０のアンテナ共振回路ＥＣｂは、抵抗Ｒ2と、コンデンサＣ2と、コイルＬ2から成り、低速通信処理部３３１により生成され、負荷切り替え変調回路ＥＣｃのスイッチＳＷ1によって抵抗Ｒ3を回路に挿入するか否かでＡＳＫ変調を行い、変調された送信信号を、リーダライタ２０の大アンテナ側に送信する。また、アンテナ共振回路ＥＣｂは、リーダライタ２０から送信された信号を受信して、低速通信処理部３３１に供給する。なお、アンテナ共振回路ＥＣｂの共振周波数は、コンデンサＣ2のキャパシタンスとコイルＬ2のインダクタンスにより、あらかじめ所定の値に設定される。なお、アンテナ共振回路の周波数共振特性を図５に例示している。
【００４３】
ここで、カード３０で必要する電力が大きい場合、カード３０のスイッチＳＷ2によって例えばアンテナ容量を変更して周波数共振特性を切り替えることで、電力生成部３４５で生成される電力を増加させる。
【００４４】
図６の（Ａ）は、リーダライタ２０とカード３０の周波数共振特性が図５に示す特性とされているとき、電力生成部３４５で生じた起電力とアンテナ間距離との関係を動作電圧毎（５Ｖ、３．３Ｖ、１．８Ｖ）に示している。リーダライタ２０とカード３０の双方が、キャリア周波数(１３．５６ＭＨz）近傍において急峻な周波数共振特性としてクオリティファクタを高くした設計とされている場合、起電力はアンテナ間距離が３０ｍｍ程度で最大となる。すなわち、図７の（Ａ）に示すように、人物ＯＭがカード３０を手に持ってリーダライタ２０にかざしているとき、起電力が最も大きくなる。
【００４５】
しかし、アンテナ間距離が短くなってリーダライタ２０とカード３０が密着に近づくと、トランス結合要素が支配的になるため、系としての共振周波数がキャリア周波数からずれるという物理的特性がある。したがって、密着状態では起電力が小さくなって電力を得ることができなくなってしまう。
【００４６】
図６の（Ｂ）は、カード３０のクオリティファクタを図５に示す特性よりも低くして、周波数共振特性をフラットに近づけることで無共振としたとき、電力生成部３４５で生じた起電力とアンテナ間距離との関係を動作電圧毎（５Ｖ、３．３Ｖ、１．８Ｖ）に示している。この場合、起電力は、リーダライタ２０の大アンテナ２１とカード３０の大アンテナ３１との間隔が２０ｍｍ程度であるとき最も大きくなっている。また、リーダライタ２０の大アンテナ２１とカード３０の大アンテナ３１が密着状態となっても、起電力は図６の（Ａ）に比べて大きなものとなる。すなわち、図７の（Ｂ）に示すように、リーダライタ２０にカード３０を載置した状態で、ホスト機器４０からコンテンツデータをカード３０に書き込むものとしたり、カード３０に書き込まれているデータをホスト機器４０で読み出す場合、大きな起電力を得ることができる。
【００４７】
このように、アンテナ共振回路のクオリティファクタを低下させて無共振とすれば、リーダライタ２０の大アンテナ２１とカード３０の大アンテナ３１を密着させたときに電力生成部３４５で生成される電力を大きくすることができるようになる。なお、周波数共振特性の切り替えは、カード３０で行う場合に限られるものではなく、リーダライタ２０で行うものとしてもよい。
【００４８】
［無線通信システムにおける通信動作］
次に、無線通信システム１０の動作について説明する。図８は、リーダライタ２０とカード３０との間で高速通信を行うときの状態を示している。リーダライタ２０とカード３０との間で高速通信を行う場合、リーダライタ２０にカード３０を載置して、電磁誘導方式を用いてリーダライタ２０とカード３０との間でネゴシエーションを行い、バックスキャッタ方式の高速通信を行えるようにする。このバックスキャッタ方式の高速通信では、カード３０から無変調キャリア信号の送信を行わせて、この無変調キャリア信号をリーダライタ２０で送信信号に応じて変調して反射することによりデータ通信を行う。また、ネゴシエーションによって、例えばカード３０は、電力生成部３４５で生成される電力が大きくなるように、周波数共振特性をクオリティファクタの高い特性（第１の特性）からクオリティファクタを低くして周波数特性をフラットに近づけた特性（第２の特性）に変更する。
【００４９】
図９は、通信動作のシーケンスを示している。リーダライタ２０は、カード３０に対して高速でデータ通信を行う場合、電磁誘導方式でカード３０に対して送信許可の要求を行う（ＳＴ１）。
【００５０】
ホスト機器４０は、カード３０にデータを送信する際に通信制御信号をリーダライタ２０の通信制御部２４３に供給する。
【００５１】
通信制御部２４３は、通信制御情報に基づき、低速通信処理部２３１の動作を制御して、送信許可の要求を示す変調キャリア信号を送信信号として大アンテナ２１から送信させる。また、通信制御部２４３は、データ送信を行わないときでも、ホスト機器４０から通信終了通知が供給されるまで無変調キャリア信号を送信信号として大アンテナ２１に供給して、電磁誘導方式の近距離無線通信を行えるようにする。
【００５２】
カード３０の大アンテナ３１で受信信号すなわち無変調キャリア信号や変調キャリア信号が得られると、電力生成部３４５はキャリア信号から電力を生成して、生成した電力を各部に供給してカード３０を動作させる。低速通信処理部３３１は、受信した変調キャリア信号の復調や復調データの復号化を行い、得られた受信データを通信制御部３４３に供給する。すなわち、リーダライタ２０から送信された送信許可の要求が通信制御部３４３に供給されることになる。
【００５３】
カード３０は、高速通信処理部３３３を用いた通信を許可するとき、送信許可の応答を行う（ＳＴ２）。
【００５４】
カード３０の通信制御部３４３は、高速通信処理部３３３を用いた通信を許可するとき、送信許可の応答を生成して、低速通信処理部３３１に供給する。低速通信処理部３３１は、送信許可の応答を示す送信データの符号化や変調を行い、送信信号を生成する。また、低速通信処理部３３１は、リーダライタ２０から送信されている無変調キャリア信号を送信信号に応じて変調する。
【００５５】
リーダライタ２０の低速通信処理部２３１は、カード３０で変調されたキャリア信号の復調や復号化を行い、得られた受信データを通信制御部２４３に供給する。すなわち、カード３０から送信された送信許可の応答が通信制御部２４３に供給されることになる。
【００５６】
リーダライタ２０の通信制御部２４３は、カード３０から送信許可の応答が供給されたことから、通信制御情報の通知を行う（ＳＴ３）。
【００５７】
リーダライタ２０の通信制御部２４３は、ホスト機器４０から供給された通信制御情報を低速通信処理部２３１に供給する。
【００５８】
リーダライタ２０の低速通信処理部２３１は、通信制御情報の符号化や変調を行い、通信制御情報を示す変調キャリア信号を生成して大アンテナ２１から送信する。カード３０の低速通信処理部３３１は、大アンテナ３１から送信された変調キャリア信号を受信して、変調キャリア信号の復調や復号化を行い、得られた受信データを通信制御部３４３に供給する。すなわち、リーダライタ２０から送信された通信制御情報が通信制御部３４３に供給されることになる。
【００５９】
カード３０の通信制御部３４３は、通信制御情報に基づき高速通信処理部３３３を用いたデータ通信の設定を行い、リーダライタ２０との高速データ通信を行うことができるように、高速通信処理部３３３に接続されている小アンテナ３２から無線信号として、無変調キャリア信号を放射させる（ＳＴ４）。なお、通信制御情報に、データサイズを示す情報を含めるものとすれば、この通信制御情報で示されたサイズのデータ受信が完了したとき、高速データ通信部を用いたデータ通信動作を終了させることができる。
【００６０】
カード３０の通信制御部３４３は、通信制御情報で示された伝送速度および形式でリーダライタ２０とデータ通信を行うことができるように、高速通信処理部３３３の動作制御を行う。また、通信制御部３４３は、リーダライタ２０との高速データ通信を行うことができるように、例えば２．４５ＧＨｚの無変調キャリア信号を小アンテナ３２から放射させる。さらに、大きな電力を得ることができるように、通信制御部３４３は、大アンテナ３１のアンテナ共振回路のクオリティファクタを低くして周波数共振特性をフラットに近づけた特性（第２の特性）に変更する。
【００６１】
リーダライタ２０の高速通信処理部２３３は、カード３０から放射された無変調キャリア信号を利用してデータ送信を行う（ＳＴ５）。
【００６２】
リーダライタ２０の通信制御部２４３は、ホスト機器４０から供給された送信データを順次高速通信用バッファ２３４に書き込む。高速通信処理部２３３は、高速通信用バッファ２３４に書き込まれている送信データを順次読み出して、送信データの符号化や変調を行うことによって生成された送信信号に基づき、カード３０から放射された無変調キャリア信号を変調して反射する。
【００６３】
カード３０の高速通信処理部３３３は、リーダライタ２０からの反射波信号を受信して得られた受信信号の復調や復号化を行い、受信データを生成して通信制御部３４３に供給する。
【００６４】
カード３０は、あらかじめ通知されたサイズのデータ通信が完了したとき、リーダライタ２０に対して受信完了通知を行う（ＳＴ６）。
【００６５】
カード３０の通信制御部３４３は、あらかじめ通知されたサイズのデータ通信が完了したとき、受信完了通知を低速通信処理部３３１に供給する。また、通信制御部３４３は、大アンテナ３１のアンテナ共振回路の周波数共振特性を、クオリティファクタの高い従来の周波数共振特性である第１の特性に戻す。低速通信処理部３３１は、受信完了通知を示す送信データの符号化や変調を行い、送信信号を生成する。また、低速通信処理部３３１は、リーダライタ２０からの無変調キャリア信号を送信信号に応じて変調する。さらに、通信制御部３４３は、データ受信が完了したとき、高速通信処理部３３３の動作を終了して無変調キャリア信号の放射を停止させる。
【００６６】
リーダライタ２０の低速通信処理部２３１は、カード３０で変調されたキャリア信号の復調や復号化を行い、得られた受信データを通信制御部２４３からホスト機器４０に供給する。すなわち、カード３０から送信された受信完了通知がホスト機器４０に供給されることになる。
【００６７】
ホスト機器４０は、受信完了通知が供給されたとき、リーダライタ２０の低速通信処理部２３１の動作を終了させて、大アンテナ２１への無変調キャリア信号の供給を停止させる。なお、無変調キャリア信号の供給を停止させる処理の制御は、通信制御部２４３で行うものとしてもよい。
【００６８】
このように、カード３０は、高速通信を行うとき周波数共振特性を切り替えることで、リーダライタ２０の大アンテナ２１とカード３０の大アンテナ３１を密着された状態とされても、電力生成部３４５で大きな電力を生成することができるようになる。
【００６９】
＜２．第２の実施の形態＞
［無線通信装置の他の構成］
電磁誘導方式を用いた近距離無線通信システムでは、上述のように、アンテナ部の周波数共振特性を変更することで、リーダライタ２０の大アンテナ２１とカード３０の大アンテナ３１を密着した状態とされても、電力生成部３４５で生成される電力を大きくすることができる。したがって、無線通信装置を再生装置に適用して、この再生装置３０ａすなわちコンテンツ再生部を設けたターゲットをリーダライタ２０に載置して、リーダライタ２０からコンテンツデータを再生装置３０ａに供給すれば、再生装置３０ａに電池等を設けることなく、コンテンツの再生を行うことが可能となる。すなわち、無電源パッシブ動作の再生装置を実現できる。
【００７０】
図１０は、ターゲットである再生装置３０ａの構成を示している。再生装置３０ａには、大アンテナ３１と小アンテナ３２が設けられている。大アンテナ３１は、リーダライタ２０の大アンテナ２１と同様に構成されており、カード制御部３３の低速通信処理部３３１と電力生成部３４５に接続されている。また、小アンテナ３２は、リーダライタ２０の小アンテナ２２と同様に構成されており、カード制御部３３の高速通信処理部２３３と接続されている。
【００７１】
低速通信処理部３３１は、低速通信用バッファ３３２から読み出された送信データの符号化処理、および符号化処理を行うことにより得られた符号化データの変調処理等を行う。低速通信処理部３３１は、これらの処理を行うことにより送信信号を生成して大アンテナ３１に供給する。また、低速通信処理部３３１は、大アンテナ３１で得られた受信信号の復調処理、および復調処理を行うことにより得られた復調信号の復号化処理等を行う。低速通信処理部３３１は、これらの処理を行うことにより得られた受信データを低速通信用バッファ３３２に保持させる。
【００７２】
低速通信用バッファ３３２は、低速通信処理部３３１から供給された受信データや、通信制御部３４３から供給された送信データを、一時的に保持しておくためのバッファである。
【００７３】
高速通信処理部３３３は、高速通信用バッファ３３４から読み出された送信データの符号化処理、および符号化処理を行うことにより得られた符号化データの変調処理等を行う。高速通信処理部３３３は、これらの処理を行うことにより送信信号を生成して小アンテナ３２に供給する。また、高速通信処理部３３３は、小アンテナ３２で得られた受信信号の復調処理、および復調処理を行うことにより得られた復調信号の復号化処理等を行う。高速通信処理部３３３は、これらの処理を行うことにより得られた受信データを高速通信用バッファ３３４に保持させる。ここで、例えばバックスキャッタ方式を用いる場合、高速通信処理部３３３は、小アンテナ３２から無変調キュアリア信号を送信する。また、高速通信処理部３３３は、リーダライタ２０からの反射波を小アンテナ３２で受信して得られた変調キャリア信号の復調処理等を行うことで受信データを生成する。
【００７４】
高速通信用バッファ３３４は、高速通信処理部３３３から供給された受信データや、通信制御部３４３から供給された送信データを、一時的に保持しておくためのバッファである。
【００７５】
コンテンツデータ処理部３３５は、リーダライタ２０から小アンテナ２２，３２を介して供給されたコンテンツデータを、高速通信用バッファ３３４から読み出して処理することで再生信号を生成する。コンテンツデータ処理部３３５は、例えば高速通信用バッファ３３４から読み出したコンテンツデータが圧縮符号化されている場合、処理として伸張復号化処理等を行う。
【００７６】
コンテンツ再生部３３６は、コンテンツデータ処理部３３５で生成された再生信号を用いてコンテンツの再生を行う。例えば再生信号が映像コンテンツの信号である場合、再生信号に基づいて映像表示を行う。再生信号が音声コンテンツの信号である場合、再生信号に基づいて音声出力を行う。
【００７７】
通信制御部３４３は、バス３４６を介して低速通信処理部３３１、低速通信用バッファ３３２、高速通信処理部３３３、高速通信用バッファ３３４、コンテンツデータ処理部３３５、コンテンツ再生部３３６と接続されている。通信制御部３４３は、リーダライタ２０と通信を行い、例えばリーダライタ２０から伝送されたコンテンツデータを受信して、この受信したコンテンツデータに基づき、コンテンツ再生部３３６で映像表示や音声出力等を行わせる。
【００７８】
電力生成部３４５は、大アンテナ３１で受信したキャリア信号の整流や平滑化、および電圧変換等を行い所定の直流電圧である電力を生成する。さらに、電力生成部３４５は、生成した電力を再生装置３０ａの各部に供給する。
【００７９】
［無線通信装置を再生装置に適用したときの動作］
図１１の（Ａ）は、映像コンテンツのコンテンツデータをリーダライタ２０から再生装置３０ａに送信して、再生装置３０ａのコンテンツ再生部３３６で映像表示を行う場合を示している。
【００８０】
再生装置３０ａの通信制御部３４３は、コンテンツデータの再生を行うとき、大きな電力を得ることができるように、大アンテナ３１の周波数共振特性を、クオリティファクタを低くしてフラットに近づけた特性に切り替えて無共振とする。
【００８１】
また、再生装置３０ａは、小アンテナ３２を用いてリーダライタ２０とコンテンツデータの通信を行い、高速通信処理部３３３で得られた受信データを高速通信用バッファ３３４に保持させる。また、コンテンツデータ処理部３３５は、高速通信用バッファ３３４に保持されている受信データを順次読み出して伸張処理等を行うことでコンテンツ再生信号を生成する。さらに、コンテンツデータ処理部３３５は、生成したコンテンツ再生信号をコンテンツ再生部３３６に供給する。
【００８２】
コンテンツ再生部３３６は、液晶表示デバイスや有機ＥＬ表示デバイス等を用いて構成されている。コンテンツ再生部３３６は、コンテンツ再生信号に基づき映像表示を行う。
【００８３】
図１１の（Ｂ）は、音声コンテンツのコンテンツデータをリーダライタ２０から再生装置３０ａに送信して、再生装置３０ａのコンテンツ再生部３３６で音声出力を行う場合を示している。
【００８４】
再生装置３０ａの通信制御部３４３は、コンテンツデータの再生を行うとき、大きな電力を得ることができるように、大アンテナ３１の周波数共振特性を、クオリティファクタを低くしてフラットに近づけた特性に切り替えて無共振とする。
【００８５】
また、再生装置３０ａは、小アンテナ３２を用いてリーダライタ２０と通信を行ったときに高速通信処理部３３３で得られた受信データを高速通信用バッファ３３４に保持させる。また、コンテンツデータ処理部３３５は、高速通信用バッファ３３４に保持されている受信データを順次読み出して伸張処理等を行うことでコンテンツ再生信号を生成する。さらに、コンテンツデータ処理部３３５は、生成したコンテンツ再生信号をコンテンツ再生部３３６に供給する。
【００８６】
コンテンツ再生部３３６は、スピーカ等を用いて構成されている。コンテンツ再生部３３６は、コンテンツ再生信号に基づきスピーカから音声出力を行わせる。
【００８７】
さらに、再生装置３０ａに、表示デバイスやスピーカ等だけでなくチューナを設けるものとすれば、テレビジョン番組の視聴等も行うことができる。
【００８８】
また、再生装置３０ａにメモリ部と、メモリ部に対してデータの書き込みや読み出しを行うメモリ処理部を設けるものとして、リーダライタ２０から送信されたコンテンツデータをメモリ部に記憶しておくものとしてもよい。
【００８９】
この場合、図１２に示すように、再生装置３０ａは、リーダライタ２０と通信を行ってコンテンツデータを取得しなくとも、リーダライタ２０から再生装置３０ａに電力供給を行うことで、メモリ部に記憶されているコンテンツを再生できる。
【００９０】
このように再生装置３０ａを構成すれば、再生装置３０ａに電池を設けなくとも、再生装置３０ａは、リーダライタ２０に載置された状態で映像表示や音声出力を行うことができる。また、再生装置３０ａは、非接触状態でデータ通信および電力供給が可能となるので、接続インターフェースのための開口部等を設ける必要がない。したがって、防塵・防水対策がなされた再生装置３０ａを簡単かつ容易に提供できる。また、再生装置３０ａは、電源ユニットおよび通信用インターフェースユニットを必要としない。したがって、再生装置３０ａの軽量化や薄型化が容易となる。また、再生装置３０ａは、メカニカルな機構や接点を持たない。したがって、故障し難く信頼性の高い再生装置３０ａを提供できるようになる。また、内蔵デバイスとしてタッチパネルなどを用いることにより、デバイス単体でユーザインターフェース機能を持つこともできる。
【００９１】
さらに、再生装置３０ａにおける周波数共振特性を、従来のようにクオリティファクタの高い第１の特性、または大きな電力を生成できるようにクオリティファクタを低くして周波数特性をフラットに近づけた第２の特性に切り替え可能とすることで、種々のモード機能を持つことが可能となる。
【００９２】
再生装置３０ａは、例えば既存近接通信互換モードのとき、大アンテナの周波数共振特性を第１の特性とする。また、再生装置３０ａは、ユーザ固有の識別情報や個人情報等をメモリに記憶しておく。このようにすれば、再生装置３０ａは既存の近接通信機能を有したＩＣカード等と同様な距離で通信が可能となり、ＮＦＣＩＰ−１互換の個人認証や電子マネー決済カードとして使用することができる。
【００９３】
再生装置３０ａは、大容量高速ストレージモードのとき、ＮＦＣＩＰ−１方式の通信でネゴシエーションを行い、小アンテナを用いた高速通信を行う。また、再生装置３０ａは、大アンテナ３１の周波数共振特性を、従来の特性から密着した状態でも大きな電力を生成できる特性に切り替える。このようにすれば、再生装置３０ａは、リーダライタ２０と密着した状態でも大きな電力を得ることができるので、例えば再生装置３０ａの小アンテナ３２から無変調キャリア信号を送信して高速通信を行うことができる。なお、受信したデータ信号はメモリに記憶する。また、このメモリは、高速通信用バッファ３３４と共用してもよい。さらに、再生装置３０ａは、高速通信で必要とされる電力が少ない場合、大アンテナ３１の周波数共振特性を、従来の第１の特性の状態に保持するものとしてもよい。
【００９４】
再生装置３０ａは、ＡＶ機器モードのとき、ＮＦＣＩＰ−１方式の通信でネゴシエーションを行い、大アンテナ３１の周波数共振特性を、従来の第１の特性から密着した状態でも大きな電力を生成できる第２の特性に切り替える。このようにすれば、再生装置３０ａは、大きな電力を得ることができるので、コンテンツデータ処理部やコンテンツ再生部等を動作させて、映像表示や音声出力を行うことができる。なお、再生に用いるコンテンツデータは、メモリに蓄積されているコンテンツデータを用いるものとしてもよく、小アンテナを用いて高速通信を行うことで、リーダライタ２０から取得するものとしてもよい。
【００９５】
＜３．第３の実施の形態＞
［無線通信装置の他の構成］
上述のように、アンテナ部の周波数共振特性を変更することで、リーダライタ２０の大アンテナ２１とカード３０の大アンテナ３１を密着させたときに電力生成部３４５で生成される電力を大きくすることができる。したがって、例えば電池を用いて構成された電源ジュールに対して、無線通信装置を受電装置として設けるものとすれば、この電源モジュール３０ｂであるターゲットの充電を、電力生成部３４５で生成された電力を用いて行うことが可能となる。
【００９６】
図１３は、ターゲットである電源モジュール３０ｂの構成を示している。電源モジュール３０ｂには、大アンテナ３１と小アンテナ３２が設けられている。大アンテナ３１は、リーダライタ２０の大アンテナ２１と同様に構成されており、カード制御部３３の低速通信処理部３３１と電力生成部３４５に接続されている。また、小アンテナ３２は、リーダライタ２０の小アンテナ２２と同様に構成されており、カード制御部３３の高速通信処理部２３３と接続されている。
【００９７】
低速通信処理部３３１は、低速通信用バッファ３３２から読み出された送信データの符号化処理、および符号化処理を行うことにより得られた符号化データの変調処理等を行う。低速通信処理部３３１は、これらの処理を行うことにより送信信号を生成して大アンテナ３１に供給する。また、低速通信処理部３３１は、大アンテナ３１で得られた受信信号の復調処理、および復調処理を行うことにより得られた復調信号の復号化処理等を行う。低速通信処理部３３１は、これらの処理を行うことにより得られた受信データを低速通信用バッファ３３２に保持させる。
【００９８】
低速通信用バッファ３３２は、低速通信処理部３３１から供給された受信データや、通信制御部３４３から供給された送信データを、一時的に保持しておくためのバッファである。
【００９９】
高速通信処理部３３３は、高速通信用バッファ３３４から読み出された送信データの符号化処理、および符号化処理を行うことにより得られた符号化データの変調処理等を行う。高速通信処理部３３３は、これらの処理を行うことにより送信信号を生成して小アンテナ３２に供給する。また、高速通信処理部３３３は、小アンテナ３２で得られた受信信号の復調処理、および復調処理を行うことにより得られた復調信号の復号化処理等を行う。高速通信処理部３３３は、これらの処理を行うことにより得られた受信データを高速通信用バッファ３３４に保持させる。ここで、例えばバックスキャッタ方式を用いる場合、高速通信処理部３３３は、小アンテナ３２から無変調キュアリア信号を送信する。また、高速通信処理部３３３は、リーダライタ２０からの反射波を小アンテナ３２で受信して得られた変調キャリア信号の復調処理等を行うことで受信データを生成する。
【０１００】
高速通信用バッファ３３４は、高速通信処理部３３３から供給された受信データや、通信制御部３４３から供給された送信データを、一時的に保持しておくためのバッファである。
【０１０１】
メモリ処理部３３７は、高速通信用バッファ３３４に保持されている受信データを読み出して、メモリ部３３８に書き込む処理や、メモリ部３３８に記憶されているデータを読み出して、送信データとして高速通信用バッファ３３４に一時保持させる処理を行う。
【０１０２】
電源管理部３３９には二次電池を用いた内蔵電源部３４０が接続されている。電源管理部３３９は、内蔵電源部３４０の電池残量を検出して、検出結果を示す電源情報を生成して、低速通信用バッファ３３２または高速通信用バッファ３３４に供給する。
【０１０３】
内蔵電源部３４０は、電源モジュール３０ｂの各部に対して電力供給を行う。また、内蔵電源部３４０は、接続されている電力生成部３４５で生成された電力を用いて、電池の充電を行う。
【０１０４】
通信制御部３４３は、バス３４６を介して低速通信処理部３３１、低速通信用バッファ３３２、高速通信処理部３３３、高速通信用バッファ３３４と接続されている。通信制御部３４３は、受信データに応じた処理を行い、例えば要求された情報をメモリ部から読み出して送信信号を生成して送信する処理や、電源情報を示す送信信号を生成して送信する処理等を行う。
【０１０５】
電力生成部３４５は、大アンテナ３１で受信したキャリア信号の整流や平滑化、および電圧変換等を行い所定の直流電圧である電力を生成する。さらに、電力生成部３４５は、生成した電力を内蔵電源部３４０に供給する。なお、無線通信装置を受電装置としてのみ設ける場合、高速通信処理部３３３や高速通信用バッファ３３４を設けていなくともよい。
【０１０６】
［無線通信装置を電源モジュールに適用したときの動作］
図１４の（Ａ）は、電源モジュール３０ｂを充電するときの動作を説明するための図である。電源モジュール３０ｂを充電するとき、電源モジュール３０ｂは、大アンテナ３１がリーダライタ２０の大アンテナ２１と対向するように、リーダライタ２０に載置される。
【０１０７】
ここで、通信制御部３４３は、充電動作を行うとき、電力生成部３４５で生成される電力が大きくなるように、大アンテナ３１の周波数共振特性を、クオリティファクタを低くしてフラットに近づけた第２の特性に切り替える。
【０１０８】
また、電源モジュール３０ｂは、小アンテナ３２を用いてリーダライタ２０と通信を行うことで、コンテンツデータ等を受信したとき、高速通信用バッファ３３４に保持した受信データをメモリ処理部３３７によってメモリ部３３８に記憶させる。
【０１０９】
電力生成部３４５は、大アンテナ３１で受信したキャリア信号を用いて電力生成を行い、生成した電力を内蔵電源部３４０に供給する。内蔵電源部３４０は、電力生成部３４５から供給された電力を用いて電池の充電を行う。
【０１１０】
図１４の（Ｂ）は、電源モジュール３０ｂから外部機器４５に対して電力供給を行うときの動作を説明するための図である。なお、外部機器４５において、電源モジュール３０ｂとの通信を行うアンテナや通信処理部は、リーダライタ２０と同様に構成されている。また、外部機器４５には、大アンテナで受信したキャリア信号から電力を生成する電力生成部が設けられているものとする。
【０１１１】
電源モジュール３０ｂから外部機器４５に対して電力供給を行うとき、電源モジュール３０ｂは、大アンテナ３１が外部機器４５の大アンテナ２１と対向するように、外部機器４５に載置される。
【０１１２】
通信制御部３４３は、外部機器４５に対して電力供給を行うとき、電力生成部３４５で生成される電力が大きくなるように、大アンテナ３１の周波数共振特性をフラットに近づけた第２の特性に切り替えてキャリア信号を送信する。
【０１１３】
外部機器４５は、電源モジュール３０ｂの大アンテナ３１から送信されたキャリア信号を受信して、受信したキャリア信号から電力を生成する。また、外部機器４５は生成した電力を用いて、内蔵している電池の充電を行う。さらに、外部機器４５は、電池が設けられていないとき、あるいは電池が充電完了状態であるとき、生成した電力を用いて種々の動作を行う。
【０１１４】
電源モジュール３０ｂは、小アンテナ３２を用いて外部機器４５との通信を行い、メモリ部３３８に記憶されているコンテンツデータ等を外部機器４５に送信する。また、電源モジュール３０ｂは、電池残量を示す情報や正規の電源モジュールであるかを識別可能とする認証情報を外部機器４５に送信するようにしてもよい。
【０１１５】
このように、電源モジュール３０ｂは、リーダライタ２０から大アンテナを介した通信によって生成された電力によって、内蔵電源部３４０の充電を行うことで様々なメリットを得ることができる。すなわち、電源モジュールは、その性質上（電源回路の部品が大きい、放熱のためあまり集積できないなど）内部に比較的大きなスペースを持っているため、空きスペースに外部機器用のメモリを実装することで、外部機器側のスペースを節約することが可能である。ここで、電源モジュール３０ｂ自体に通信機能を持たせるものとすれば、高速通信のためのキャリア送出に必要な電力を確保できるので、電源モジュール３０ｂは、実装している外部機器用のメモリに記憶したデータを外部機器に送信できる。また、電源モジュール３０ｂは、近距離無線通信や電力放出（外部機器駆動時）および電力供給（充電時）の全てを実行できるので、モジュール自体に接続インターフェースのための開口部を設ける必要がない。したがって、防塵・防水対策がなされた電源モジュール３０ｂを簡単かつ容易に提供できる。また、電源モジュール３０ｂは、メカニカルな機構や接点を持たない。したがって、腐食や劣化、故障等が生じ難く信頼性の高い電源モジュール３０ｂを提供できるようになる。また、電池残量情報や、正規電池であることの認証を非接触通信にて行うこともできる。
【０１１６】
［電源モジュールの使用形態］
さらに、上述の再生装置３０ａと電源モジュール３０ｂを組み合わせて用いることで多彩な使用形態を可能となる。
【０１１７】
図１５は、電源モジュール３０ｂに再生装置３０ａを載置して、電源モジュール３０ｂと通信を行う場合を示している。再生装置３０ａは、例えばディスプレイタイプ（タッチパネル付き）のパッシブ動作の再生装置である。再生装置３０ａは、電源モジュール３０ｂとの通信を行い、電源モジュール３０ｂに内蔵された電源の電源状態（残量）およびメモリの内容等に関する情報を取得してタッチパネル付き表示部３４１で表示する。また、タッチパネル付き表示部３４１が操作されたとき、操作に応じたコマンド信号を生成して電源モジュール３０ｂに供給することで、電源モジュール３０ｂのメモリに記憶されているデータの読み出し等を行う。
【０１１８】
また、電源モジュール３０ｂの複数面、例えば対向する２つの面に大アンテナ３１と小アンテナ３２をそれぞれ設けるものとすれば、電源モジュール３０ｂは、再生装置３０ａに対して電力の供給やコンテンツデータの供給を行うことができるだけでなく、リーダライタ２０から電力やコンテンツデータの供給を受けることもできる。
【０１１９】
図１６の（Ａ）は、対向する２面のそれぞれに大アンテナ３１と小アンテナ３２を設けるものとしたときの電源モジュール３０ｂの構成を示している。
【０１２０】
図１６の（Ｂ）は、両面にアンテナが設けられている電源モジュール３０ｂに再生装置３０ａを載置したときの構成を示している。電源モジュール３０ｂは、再生装置３０ａと高速通信を行う。この場合、電源モジュール３０ｂは内蔵されている電池から供給された電力を用いて、大アンテナからキャリア信号を送出することで、再生装置３０ａを動作させる。また、内蔵したメモリに記憶しているコンテンツデータの高速通信を行い、送信したコンテンツデータを再生装置３０ａで再生させる。このようにすれば、電源モジュール３０ｂは、再生装置３０ａの外部電源および高速ストレージデバイスとして機能する。
【０１２１】
なお、再生装置３０ａと電源モジュール３０ｂを一体化した状態に保持する保持機構を設けて、再生装置３０ａと電源モジュール３０ｂの大アンテナが密着状態で保持させるようにしてもよい。このような機構を設けるものとすれば、再生装置３０ａと電源モジュール３０ｂを一体化した状態で容易に携行すること等が可能となる。
【０１２２】
図１６の（Ｃ）は、両面にアンテナが設けられている電源モジュール３０ｂに再生装置３０ａが載置されている状態で、この電源モジュール３０ｂをリーダライタ２０に載置した状態を示している。
【０１２３】
この場合、電源モジュール３０ｂは、リーダライタ２０から供給された電力を用いて、内蔵している電池の充電を行う。また、電源モジュール３０ｂは内蔵されている電池から供給された電力を用いて、大アンテナからキャリア信号を送出することで、再生装置３０ａを動作させる。なお、電源モジュール３０ｂは、リーダライタ２０から供給された電力を用いて、大アンテナからキャリア信号を送出させるものとしてもよい。
【０１２４】
また、電源モジュール３０ｂは、リーダライタ２０から供給されたコンテンツデータを、内蔵しているメモリに記憶させる。また、電源モジュール３０ｂは、内蔵したメモリに記憶しているコンテンツデータの高速通信を行い、送信したコンテンツデータを再生装置３０ａで再生させる。なお、電源モジュール３０ｂは、リーダライタ２０から供給されたコンテンツデータを再生装置３０ａに送信するものとしもよい。
【０１２５】
このようにすれば、電源モジュール３０ｂの充電や、蓄積されているコンテンツデータの更新等を行うことができる。
【０１２６】
図１６の（Ｄ）は、電源モジュール３０ｂを取り外したときの構成を示している。この場合には、上述の第２の実施の形態の動作となる。なお、図１６の（Ｃ）や図１６の（Ｄ）に示す場合も、リーダライタ２０や再生装置３０ａおよび電源モジュール３０ｂを一体化した状態に保持する保持機構を設けるものとすれば、これらを一体化した状態で容易に携行すること等が可能となる。
【０１２７】
なお、本発明は、上述した発明の実施の形態に限定して解釈されるべきではない。この発明の実施の形態は、例示という形態で本発明を開示したものであり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施の形態の修正や代用をなし得ることは自明である。すなわち、本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
この発明の無線通信装置と受電装置では、送信側と受信側の無線通信装置のアンテナが密着した状態とされて近距離無線通信が行われる場合でも、充分な電力を得て通信等を行えるようになる。このため、個人認証や電子マネー決済等に用いられるＩＣカードだけでなく、映像や音声のコンテンツを再生する再生装置、電力供給を行う電源モジュール等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】アンテナ形状を示す図である。
【図３】リーダライタとカードの配置を示す図である。
【図４】リーダライタとカードのアンテナ構成を示す図である。
【図５】アンテナ部の周波数共振特性を例示した図である。
【図６】起電力とアンテナ間距離との関係を示す図である。
【図７】リーダライタとカードの位置関係を示す図である。
【図８】リーダライタとカード間で高速通信を行うときの状態を示す図である。
【図９】通信動作のシーケンスを示す図である。
【図１０】再生装置の構成を示す図である。
【図１１】再生装置の動作を説明するための図である。
【図１２】再生装置の他の動作を説明するための図である。
【図１３】電源モジュールの構成を示す図である。
【図１４】電源モジュールを用いたときの動作を説明するための図である。
【図１５】電源モジュールの使用形態を例示した図である。
【図１６】電源モジュールの他の使用形態を例示した図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１０・・・無線通信システム、２０・・・リーダライタ（イニシエータ）、２１，３１・・・大アンテナ（第１のアンテナ部）、２２，３２・・・小アンテナ（第２のアンテナ部）、２３・・・リーダライタ制御部、３０・・・カード（ターゲット）、３０ａ・・・再生装置、３０ｂ・・・電源モジュール、３３・・・カード制御部、４０，４１・・・ホスト機器、４５・・・外部機器、２３１，３３１・・・低速通信処理部、２３２、３３２・・・低速通信用バッファ、２３３，３３３・・・高速通信処理部、２３４，３３４・・・高速通信用バッファ、２３６，３４６・・・バス、２４３，３４３・・・通信制御部、３３５・・・コンテンツデータ処理部、３３６・・・コンテンツ再生部、３３７・・・メモリ処理部、３３８・・・メモリ部、３３９・・・電源管理部、３４０・・・内蔵電源部、３４５・・・電力生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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